KR20180061890A - 비냉각형 적외선 센서 픽셀의 3차원 구조 및 이를 포함하는 적외선 열화상 장치 - Google Patents

비냉각형 적외선 센서 픽셀의 3차원 구조 및 이를 포함하는 적외선 열화상 장치 Download PDF

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Abstract

본 발명은 비냉각형 적외선 센서 픽셀의 3차원 구조에 관한 것으로, 비냉각형 적외선 센서를 구성하는 픽셀의 구조에 있어서, 기판; 상기 기판 상에 설치된 지지기둥; 상기 지지기둥에 일단이 연결된 연결레그; 및 상기 연결레그의 타단이 연결되어 상기 기판으로부터 공중으로 이격되어 위치하는 적외선 감지부를 포함하여 구성되며, 상기 연결레그는 상기 적외선 감지부의 양쪽에 2개가 연결되고, 상기 2개의 연결레그는 각각 다른 지지기둥에 연결되며, 상기 연결레그가 연결된 2개의 지지기둥 중에 적어도 하나는 인접한 다른 픽셀의 적외선 감지부에 일단이 연결된 연결레그의 타단이 함께 연결된 것을 특징으로 한다.
본 발명은, 지지기둥을 인접한 픽셀에서 공유하여 사용함으로써, 지지기둥의 면적을 좁히지 않아서 지지기둥의 기계적 안정성은 유지하는 상태로 각 픽셀에서 지지기둥이 차지하는 면적을 줄일 수 있는 효과가 있다.
또한, 각 픽셀에서 지지기둥이 차지하는 면적을 줄여 적외선 감지부의 면적을 넓힘으로써, 적외선 센서의 분해능과 성능이 향상되고, 나아가 웨이퍼 당 칩의 개수를 더 많이 획득하게 되어 제품의 가격 경쟁력을 높일 수 있는 효과가 있다.

Description

비냉각형 적외선 센서 픽셀의 3차원 구조 및 이를 포함하는 적외선 열화상 장치{3D STRUCTURE OF UNCOOLED TYPE INFRARED SENSOR PIXEL AND THERMOGRAPHY EQUIPMENT WITH THE INFRARED SENSOR PIXEL ARRAY}
본 발명은 열영상 촬영 장치에 사용되는 비냉각형 적외선 센서의 픽셀에 관한 것으로, 더욱 자세하게는 비냉각형 적외선 센서의 분해능과 성능을 향상시킬 수 있는 비냉각형 적외선 센서 픽셀의 3차원 구조와 이를 포함하는 적외선 열화상 장치에 관한 것이다.
일반적으로 적외선 센서는 작동 원리에 따라 크게 양자형(photon)과 열형(thermal)으로 나눌 수 있는데, 양자형은 주로 반도체 재료로서 특성은 좋으나 액체 질소 온도(-193℃)에서 작용한다는 단점이 있는 반면에, 열형 재료들은 반도체에 비해 성능은 다소 떨어지지만 상온에서 동작한다는 장점이 있다. 따라서 냉각이 필요한 양자형 재료들을 사용한 적외선 센서를 냉각형 적외선 센서로 호칭하며 주로 군수용의 목적으로 연구되고 있으며, 열형 재료들을 사용한 적외선 센서를 비냉각형 적외선 센서로 호칭하며 민수용으로 주로 사용되고 있다. 이 중 비냉각형 적외선 센서는 감지 방식에 따라서 볼로미터(Bolometer)형과 열전쌍(Thermocouple)형 및 초전기(Pyroelectric)형의 3가지 형태로 나눌 수 있다.
비냉각형 적외선 센서는 기판 위에 적외선을 검지하는 감지부가 공중에 떠서 위치하는 3차원 구조로 제작되며, 특히 볼로미터형 적외선 센서의 경우에 3차원 구조를 주로 적용하고 있다.
도 5는 종래의 일반적인 비냉각형 적외선 센서 픽셀의 3차원 구조를 나타내는 모식도이다.
도면은 비냉각형 적외선 센서를 구성하는 어레이 중에서 하나의 픽셀을 구성하는 3차원 구조를 도시한 것으로, 회를 포함하는 반도체 기판(100)에 세워진 지지기둥(200)과 지지기둥(200)에 연결된 연결레그(300) 및 연결레그(300)와 연결되어 기판(100) 위에 부양된 상태의 적외선 감지부(400)를 포함하여 구성된다. 비냉각형 적외선 센서는 도 3의 구조에 의한 픽셀들을 배열하여 구성되며, 픽셀의 크기를 줄이는 방법으로 분해능과 성능을 높일 수 있다. 하지만 비냉각형 적외선 센서는 적외선을 감지하기 위해서는 적외선 감지부(400)가 소정 면적 이상으로 구성되어야 하기 때문에 픽셀의 크기를 줄이는 것에 한계가 있다. 나아가 픽셀을 구성하는 지지기둥(200)에 의해서 적외선 감지부(400)의 영역이 제한되는 문제가 있다.
도 6은 종래의 일반적인 비냉각형 적외선 센서 픽셀의 3차원 구조에 의한 픽셀영역을 도시한 모식도이다.
점선으로 표시된 1개의 픽셀 영역(P)에 2개의 지지기둥(200)을 구비하는 경우에 지지기둥(200)과 연결레그(300)의 면적만큼이 추가적으로 필요하기 때문에 분해능과 성능이 제한되는 단점이 있다.
이때, 지지기둥(200)의 면적을 줄이는 경우에 지지기둥(200)의 기계적 안정성이 떨어지는 문제와 지지기둥(200)을 형성하는 공정에서의 공정비용이 상승하는 문제가 있다.
이러한 문제를 해결하기 위하여 3층 구조의 적외선 센서 등이 개발되었으나 구조가 복잡하여 제조비용이 상승하는 단점이 있다.
한국공개특허 제2000-0046517호 한국등록특허 제10-0299642호
본 발명은 전술한 종래 기술의 문제점을 해결하기 위한 것으로서 지지기둥이 차지하는 면적을 줄임으로써 분해능과 성능이 향상된 비냉각형 적외선 센서 픽셀의 3차원 구조를 제공하는데 그 목적이 있다.
상기 목적을 달성하기 위한 본 발명에 의한 비냉각형 적외선 센서 픽셀의 3차원 구조는, 비냉각형 적외선 센서를 구성하는 픽셀의 구조에 있어서, 기판; 상기 기판 상에 설치된 지지기둥; 상기 지지기둥에 일단이 연결된 연결레그; 및 상기 연결레그의 타단이 연결되어 상기 기판으로부터 공중으로 이격되어 위치하는 적외선 감지부를 포함하여 구성되며, 상기 연결레그는 상기 적외선 감지부의 양쪽에 2개가 연결되고, 상기 2개의 연결레그는 각각 다른 지지기둥에 연결되며, 상기 연결레그가 연결된 2개의 지지기둥 중에 적어도 하나는 인접한 다른 픽셀의 적외선 감지부에 일단이 연결된 연결레그의 타단이 함께 연결된 것을 특징으로 한다.
본 발명은 지지기둥을 인접한 픽셀에서 공유하여 사용함으로써, 지지기둥의 면적을 좁히지 않아서 지지기둥의 기계적 안정성은 유지하는 상태로 기판에 픽셀 어레이를 형성하기 위하여 세워지는 지지기둥의 전체 숫자를 줄일 수 있다.
결국, 각 픽셀에서 지지기둥이 차지하는 면적을 줄여, 적외선 감지부의 면적을 넓힘으로써, 적외선 센서의 분해능과 성능이 향상되는 효과가 있다.
나아가 웨이퍼 당 칩의 개수를 더 많이 획득하게 되어 제품의 가격 경쟁력을 높일 수 있는 효과가 있다.
이때, 지지기둥이 적외선 감지부의 주변에 4개가 위치하되 사각형의 모서리 자리에 각각 위치하고, 2개의 연결레그는 4개의 지지기둥 중에서 대각선에 위치하는 2개에 각각 연결되며, 연결레그가 연결되지 않은 2개의 지지기둥은 인접한 다른 픽셀들의 연결레그에 연결된 구조일 수 있다.
다른 형태로서, 지지기둥은 적외선 감지부의 주변에 사각형의 모서리 자리 중 서로 대각 방향에 2개가 위치하는 구조일 수 있다.
이러한 비냉각형 적외선 센서 픽셀의 3차원 구조가 적용되는 비냉각형 적외선 센서는 마이크로 볼로미터형 적외선 센서일 수 있다. 본 발명의 3차원 구조는 마이크로 볼로미터형 적외선 센서에 특히 적합하다. 한편, 마이크로 볼로미터형 적외선 센서의 경우에 회로의 구성과 적외선 감지부의 구성 등의 구체적인 구조에서 차이가 있을 수 있지만, 본 발명은 기본적인 구조에 대한 것으로서 다양한 형태의 마이크로 볼로미터형 적외선 센서에 모두 적용될 수 있기 때문에, 구조에 대해서는 설명을 생략한다.
그리고 본 발명의 비냉각형 적외선 센서 픽셀의 3차원 구조에 있어서, 기판과 적외선 감지부 사이의 간격은 1㎛ 이상 이격되어 있어야 적외선 감지에 적합하며, 특히 8㎛ 이상의 장파장 대역을 감지하는 적외선 센서를 구성하기 위해서는 기판과 적외선 감지부 사이의 간격은 2㎛ 이상인 것이 바람직하다. 본 발명은 지지기둥 자체의 면적을 줄이지 않았기 때문에, 기판과 적외선 감지부 사이의 간격을 유지하기 위하여 지지기둥의 높이를 높게 형성하는 경우에도 지지기둥의 기계적 안정성이 매우 뛰어난 장점이 있다.
본 발명의 다른 형태에 의한 적외선 열영상 장치는, 상기한 비냉각형 적외선 센서 픽셀의 3차원 구조들 중에서 하나의 구조를 갖는 픽셀들의 어레이로 구성된 적외선 감지기를 포함하는 것을 특징으로 한다.
본 발명의 비냉각형 적외선 센서 픽셀의 3차원 구조를 적용하여 만들어진 적외선 센서 픽셀 어레이를 사용하여 적외선 감지기를 구성하고, 적외선 감지기를 포함한 적외선 열화상 장치를 구성하는 구조는 제한 없이 적용될 수 있으므로 구체적인 설명을 생략한다.
나아가, 본 발명의 비냉각형 적외선 센서 픽셀의 3차원 구조를 적용하여 만들어진 적외선 센서 픽셀 어레이를 적용한 적외선 감지기를 포함하는 적외선 카메라 장치는 작고, 정밀하며, 감도가 높고 화질이 정확한 영상을 실현하는 적외선 열화상 장치가 된다.
상술한 바와 같이 구성된 본 발명은, 지지기둥을 인접한 픽셀에서 공유하여 사용함으로써, 지지기둥의 면적을 좁히지 않아서 지지기둥의 기계적 안정성은 유지하는 상태로 각 픽셀에서 지지기둥이 차지하는 면적을 줄일 수 있는 효과가 있다.
또한, 각 픽셀에서 지지기둥이 차지하는 면적을 줄여 적외선 감지부의 면적을 넓힘으로써, 적외선 센서의 분해능과 성능이 향상되고, 나아가 웨이퍼 당 칩의 개수를 더 많이 획득하게 되어 제품의 가격 경쟁력을 높일 수 있는 효과가 있다.
나아가, 본 발명의 적외선 카메라 장치는, 각 픽셀에서 지지기둥이 차지하는 면적을 줄인 새로운 비냉각형 적외선 센서 픽셀의 3차원 구조를 적용하여 만들어진 적외선 센서 픽셀 어레이를 적용한 적외선 감지기를 포함하기 때문에, 작고, 정밀하며, 감도가 높고 화질이 정확한 영상을 실현하는 적외선 열화상 장치를 제공할 수 있는 효과가 있다.
도 1은 본 발명의 실시예에 따른 비냉각형 적외선 센서 픽셀의 3차원 구조가 지지기둥을 공유하는 형태를 설명하기 위한 도면이다.
도 2는 본 발명의 다른 실시예에 따른 비냉각형 적외선 센서 픽셀의 3차원 구조를 설명하기 위한 도면이다.
도 3은 본 발명의 실시예에 따른 비냉각형 적외선 센서 픽셀의 3차원 구조를 가진 픽셀들을 배열한 모습을 설명하기 위한 도면이다.
도 4는 본 발명의 실시예에 따른 비냉각형 적외선 센서 픽셀의 3차원 구조를 가진 픽셀들의 다른 배열 형태를 설명하기 위한 도면이다.
도 5는 종래의 일반적인 비냉각형 적외선 센서 픽셀의 3차원 구조를 나타내는 모식도이다.
도 6은 종래의 일반적인 비냉각형 적외선 센서 픽셀의 3차원 구조에 의한 픽셀영역을 도시한 모식도이다.
첨부된 도면을 참조하여 본 발명에 따른 실시예를 상세히 설명한다.
도 1은 본 발명의 실시예에 따른 비냉각형 적외선 센서 픽셀의 3차원 구조가 지지기둥을 공유하는 형태를 설명하기 위한 도면이다.
본 실시예에 따른 비냉각형 적외선 센서 픽셀의 3차원 구조가 지지기둥을 공유하는 기본 형태를 설명하기 위하여, 위와 아래의 세로방향으로 배치된 2개의 픽셀(P1, P2)에 대하여 설명한다. 이하에서는 도면을 기준으로 상하좌우의 방향을 설명하고, 또한 가로방향으로 배열된 행과 세로방향으로 배열된 열로서 표현하지만, 이에 한정되는 것은 아니고 도시된 픽셀들을 회전하여 사용하는 경우에는 행과 열이 바뀌어 표현될 수 있다.
도 1에는 위쪽에 배치된 P1 픽셀과 그 아래쪽에 배치된 P2 픽셀로 구성된 1개의 세로 열을 도시하였으나, P1 픽셀과 P2 픽셀의 좌우양측방향이나 좌측방향 또는 우측방향으로 추가적인 픽셀이 더 배열되어 가로 행을 구성한다.
P1 픽셀은 가운데 위치하는 적외선 감지부(410)를 중심으로 4개 모서리 각각에 4개의 지지기둥(210, 230, 240, 250)이 위치하고, 지지기둥 중에서 우측 상부와 좌측 하부의 대각선에 위치하는 지지기둥(210, 230)에 각각 연결된 2개의 연결레그(311, 312)에 의해서 적외선 감지부(410)가 공중에 띄워진 2층 형태의 3차원 구조를 가진다. 또한, 아래쪽에 위치하는 P2 픽셀은 가운데에 적외선 감지부(420)가 위치하고 2개의 연결레그(321,322)에 연결되어 공중에 띄워진 3차원 구조인 점에서 P1 픽셀과 같으며, 본 실시예는 P1 픽셀의 아래쪽 연결레그(312)가 연결된 좌측 하부의 지지기둥(230)에 P2 픽셀의 위쪽 연결레그(321)가 함께 연결된다. 그리고 P2 픽셀의 아래쪽 연결레그(322)는 위쪽 연결레그(321)가 연결된 지지기둥(230)과 대각선 위치에 있는 우측 하부의 기둥(220)에 연결된다.
비냉각형 적외선 센서는 기판에 형성된 회로와 적외선 감지부가 연결레그를 통해서 회로를 구성해야 할 수 있다. 상기한 실시예와 같이 인접하는 2개의 픽셀이 1개의 지지기둥을 공유하는 경우에도, 기판에 형성된 회로의 흐름 방향을 조절하여 구성함으로써 2개의 픽셀이 모두 동작하도록 구성할 수 있다.
한편, P1 픽셀과 P2 픽셀이 사용하지 않는 3개의 지지기둥(240, 250, 260)은 각각 P1 픽셀과 P2 픽셀의 좌측과 우측에 배열되는 또다른 세로열을 구성하는 픽셀에서 사용된다. 구체적으로 P1 픽셀의 좌측 상부에 위치하는 지지기둥(250)은 P1 픽셀의 좌측에 위치하는 픽셀의 위쪽 연결레그와 연결되고, P2 픽셀의 좌측 하부에 위치하는 지지기둥(260)은 P2 픽셀의 좌측에 위치하는 픽셀의 아래쪽 연결레그와 연결되며, P1 픽셀의 우측 하부이자 P2 픽셀의 우측 상부에 위치하는 지지기둥(240)은 P1 픽셀의 우측에 위치하는 픽셀의 아래쪽 연결레그 및 P2 픽셀의 우측에 위치하는 픽셀의 위쪽 연결레그가 동시에 연결된다.
이와 같이, 본 실시예의 비냉각형 적외선 센서 픽셀의 3차원 구조는 상하로 배열된 두 개의 픽셀(P1, P2)이 지지기둥(230)을 공유하여 사용하며, 각 픽셀이 2개씩의 지지기둥을 개별적으로 구비한 종래의 구조에 비하여 지지기둥이 차지하는 면적이 감소한다. 구체적으로, P1 픽셀은 위쪽 연결레그(311)가 연결된 지지기둥(210) 면적의 1/2과 P1 픽셀의 좌측에 위치하는 다른 픽셀이 사용하는 지지기둥(250) 면적의 절반1/2 및 아래쪽 연결레그(312)가 연결된 지지기둥(230) 면적의 1/4과 P1 픽셀의 우측에 위치하는 다른 픽셀이 사용하는 지지기둥(240)면적의 의 1/4이 픽셀 내부에 포함된다. 결국, 1.5개의 기둥이 P1 픽셀의 범위에 포함되어 2개의 기둥이 한 개의 픽셀에 포함되는 종래의 구조보다 기둥이 차지하는 면적이 감소하고, 그에 따라서 적외선 감지부(410)의 상대적 면적을 넓힐 수 있다. 이는 P2 픽셀에 대해서도 동일하다.
이때, P1 픽셀의 연결레그(311, 312)가 연결된 지지기둥(210, 230)이 좌측 및 우측의 픽셀 범위에 포함되지 않고, P1 픽셀의 연결레그가 연결되지 않은 지지기둥(240, 250)이 P1 픽셀의 범위에 포함되지 않고 각각 우측 픽셀의 범위와 좌측 픽셀의 범위로 포함된다고 하여도, 위쪽 연결레그(311)가 연결된 지지기둥(210) 면적과 아래쪽 연결레그(312)가 연결된 지지기둥(230) 면적의 1/2이 P1 픽셀에 포함되어, 1.5개의 기둥이 P1 픽셀의 범위에 포함되는 것은 동일하다.
이러한 형태의 비냉각형 적외선 센서 픽셀의 3차원 구조가 지지기둥을 공유하는 형태를 도 2에 도시하였다.
도 1에 도시된 경우와 달리, 도 2에 도시된 P1'픽셀에는 대각선 방향으로 2개의 지지기둥(210, 230)만 포함되고, P2'픽셀에도 대각선 방향으로 2개의 지지기둥(230,220)만 포함된다. 도 1에서 P1 픽셀과 P2 픽셀에 포함된 연결레그가 연결되지 않았던 2개의 지지기둥(250, 260)은 P1'픽셀과 P2'픽셀의 왼쪽에 배열된 픽셀에만 포함된다.
도 3은 본 발명의 실시예에 따른 비냉각형 적외선 센서 픽셀의 3차원 구조를 가진 픽셀들을 배열한 모습을 설명하기 위한 도면이다.
구체적으로, 도 3은 2개의 행과 4개의 열로 본 발명의 일 실시예에 따른 비냉식 적외선 센서의 3차원 구조를 가진 픽셀 어레이를 구성한 뒤에 2개를 연속으로 배열한 모습이다.
1행 픽셀(P1-1 내지 P1-4)과 2행 픽셀(P2-1 내지 P2-4)은 픽셀 사이에 위치하는 지지기둥을 서로 공유한다. 또한, 3행 픽셀(P3-1 내지 P3-4)과 4행 픽셀(P4-1 내지 P4-4)도 픽셀 사이에 위치하는 지지기둥을 서로 공유한다.
한편, 도 3에 도시된 픽셀의 어레이에서 적외선 감지기 구성에 필요한 열의 수만큼의 열을 가지는 2행의 픽셀 어레이를 제조한 뒤에 이들을 가로방향으로 배열할 수 있다. 다른 방법으로는 열의 수가 특정의 수로 규격화된 기본 어레이를 제조한 뒤에, 이들 기본 어레이를 가로와 세로 방향으로 조합하여 적외선 감지기에 필요한 픽셀의 수에 맞추어 배열하도록 구성할 수 있다.
적외선 감지기에 필요한 픽셀의 열만큼을 한 번에 제조하는 경우, 지지기둥에 의한 면적의 손해가 최소가 되어 분해능과 성능이 뛰어나지만, 필요한 픽셀의 수에 따라서 제조설비를 개별적으로 각각 구성해야하기 때문에 비용이 상승하는 문제가 있을 수 있다. 반면에 규격화된 기본 어레이를 제조한 뒤에 조합하여 배열하는 경우에는, 기본 어레이들이 옆으로 인접한 부분에 위치하는 지지기둥은 공유하지 못하여 지지기둥의 면적에 의한 손해가 일부 있을 수 있지만, 종래의 구조에 비해서는 지지기둥의 면정에 의한 손해가 크게 감소하며, 규격화된 몇 개의 제조설비만 구성하기 때문에 상대적으로 비용을 낮출 수 있다.
도 4는 본 발명의 실시예에 따른 비냉각형 적외선 센서 픽셀의 3차원 구조를 가진 픽셀들의 다른 배열 형태를 설명하기 위한 도면이다.
구체적으로, 도 4는 3개의 행과 3개의 열로 본 발명의 일 실시예에 따른 비냉식 적외선 센서의 3차원 구조를 가진 픽셀들을 배열한 모습이다.
제일 위에 행에 배열된 픽셀들(P1, P2, P3)은, 위쪽에 배치된 2개의 지지기둥은 면적의 1/2만큼이 픽셀에 포함되고 아래쪽에 배치된 2개의 지지기둥은 면적의 1/4만큼이 픽셀에 포함되어, 하나의 픽셀에 포함된 지지기둥의 면적은 1.5개이다. 그리고 제일 아래에 행에 배열된 픽셀들(P7, P8, P9)은, 위쪽에 배치된 2개의 지지기둥은 면적의 1/4만큼이 픽셀에 포함되고 아래쪽에 배치된 2개의 지지기둥은 면적의 1/2만큼이 픽셀에 포함되어, 하나의 픽셀에 포함된 지지기둥의 면적은 1.5개이다. 결국 제일 위에 행에 배열된 픽셀들(P1, P2, P3)과 제일 아래에 행에 배열된 픽셀들(P7, P8, P9)은 도 1에 도시된 픽셀들과 동일하게 1.5개의 기둥이 하나의 픽셀에 포함된 형태가 된다.
이에 비하여, 가운데 행에 배열된 픽셀들(P4, P5, P6)은 위쪽에 배치된 2개의 지지기둥과 아래쪽에 배치된 2개의 지지기둥이 모두 면적의 1/4만큼만 픽셀에 포함되어, 하나의 픽셀에 포함된 지지기둥의 면적이 1개이다.
이와 같이, 본 발명에 따른 3차원 구조를 가지는 비냉각형 적외선 센서의 픽셀들을 다수의 행과 열로 배열하는 경우에는, 지지기둥이 차지하는 면적이 상대적으로 많은 최외곽에 위치하는 픽셀들에 비하여, 지지기둥이 차지하는 면적이 상대적으로 적은 내부에 위치하는 픽셀들의 수가 늘어난다. 따라서, 전체적으로 지지기둥에 의해 사용되는 면적이 줄어들고, 동일한 크기에서 적외선 감지부의 면적을 충분히 확보할 수 있기 때문에, 적외선 센서의 분해능과 성능이 크게 향상된다.
이와 같이 본 발명에 따른 3차원 구조를 가지는 비냉각형 적외선 센서의 픽셀들을 XㅧY(X=행의 수, Y=열의 수) 또는 XㅧX의 크기로 다양하게 조합하여 적용할 수 있다.
지금까지 설명한 본 발명에 따른 비냉각형 적외선 센서 픽셀의 3차원 구조는 특정된 방식의 비냉각형 적외선 센서에만 적용되는 것이 아니고, 3차원 구조 자체에 대한 것이므로 지지기둥에 의해서 적외선 감지부를 공중에 띄운 형태를 적용하는 모든 방식의 적외선 센서에 적용될 수 있다. 특히, 구체적인 구조에 차이가 있는 다양한 형태의 마이크로 볼로미터형 적외선 센서에 제한 없이 적용될 수 있기 때문에, 기판과 적외선 감지부의 구체적인 구조에 대해서는 설명을 생략하였다.
본 발명에 따른 비냉각형 적외선 센서 픽셀의 3차원 구조를 적용하는 경우, 기판으로 사용되는 웨이퍼 내 면적을 가장 효율적으로 활용할 수 있게 되며, 웨이퍼 당 칩의 개수를 더 많이 획득하게 되어 제품의 가격 경쟁력도 높일 수 있다. 또한, 기술적으로 넓어진 픽셀의 면적은 취득하는 입력 값을 높일 수 있게 되므로 센서의 성능이 높아져 고성능의 적외선 센서를 제조할 수 있다.
나아가, 본 발명의 비냉각형 적외선 센서 픽셀의 3차원 구조를 적용하여 만들어진 적외선 센서 픽셀 어레이를 적용한 적외선 감지기를 포함하는 적외선 카메라 장치는 작고, 정밀하며, 감도가 높고 화질이 정확한 영상을 실현하는 적외선 열화상 장치가 된다. 적외선 센서 픽셀 어레이를 사용하여 적외선 감지기를 구성하고, 적외선 감지기를 포함한 적외선 열화상 장치를 구성하는 구조는 제한 없이 적용될 수 있으므로 구체적인 설명을 생략한다.
이상 본 발명을 바람직한 실시예를 통하여 설명하였는데, 상술한 실시예는 본 발명의 기술적 사상을 예시적으로 설명한 것에 불과하며, 본 발명의 기술적 사상을 벗어나지 않는 범위 내에서 다양한 변화가 가능함은 이 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 이해할 수 있을 것이다. 따라서 본 발명의 보호범위는 특정 실시예가 아니라 특허청구범위에 기재된 사항에 의해 해석되어야 하며, 그와 동등한 범위 내에 있는 모든 기술적 사상도 본 발명의 권리범위에 포함되는 것으로 해석되어야 할 것이다.
100: 기판
200, 210, 220, 230, 240, 250, 260, 270: 지지기둥
300, 311, 312, 321, 322: 연결레그
400, 410, 420: 적외선 감지부

Claims (7)

  1. 비냉각형 적외선 센서를 구성하는 픽셀의 구조에 있어서,
    기판;
    상기 기판 상에 설치된 지지기둥;
    상기 지지기둥에 일단이 연결된 연결레그; 및
    상기 연결레그의 타단이 연결되어 상기 기판으로부터 공중으로 이격되어 위치하는 적외선 감지부를 포함하여 구성되며,
    상기 연결레그는 상기 적외선 감지부의 양쪽에 2개가 연결되고, 상기 2개의 연결레그는 각각 다른 지지기둥에 연결되며,
    상기 연결레그가 연결된 2개의 지지기둥 중에 적어도 하나는 인접한 다른 픽셀의 적외선 감지부에 일단이 연결된 연결레그의 타단이 함께 연결된 것을 특징으로 하는 비냉각형 적외선 센서 픽셀의 3차원 구조.
  2. 청구항 1에 있어서,
    상기 지지기둥은 상기 적외선 감지부의 주변에 4개가 위치하되 사각형의 모서리 자리에 각각 위치하고,
    상기 2개의 연결레그는 상기 4개의 지지기둥 중에 대각선에 위치하는 2개에 각각 연결되며,
    연결레그가 연결되지 않은 2개의 지지기둥은 인접한 다른 픽셀들의 연결레그에 연결된 것을 특징으로 하는 비냉각형 적외선 센서 픽셀의 3차원 구조.
  3. 청구항 1에 있어서,
    상기 지지기둥은 상기 적외선 감지부의 주변에 사각형의 모서리 자리 중 서로 대각 방향에 2개가 위치하는 것을 특징으로 하는 비냉각형 적외선 센서 픽셀의 3차원 구조.
  4. 청구항 1에 있어서,
    상기 비냉각형 적외선 센서가 마이크로 볼로미터형 적외선 센서인 것을 특징으로 하는 비냉각형 적외선 센서 픽셀의 3차원 구조.
  5. 청구항 1에 있어서,
    상기 기판과 상기 적외선 감지부 사이의 간격이 1㎛ 이상인 것을 특징으로 하는 비냉각형 적외선 센서 픽셀의 3차원 구조.
  6. 청구항 5에 있어서,
    상기 기판과 상기 적외선 감지부 사이의 간격이 2㎛ 이상인 것을 특징으로 하는 비냉각형 적외선 센서 픽셀의 3차원 구조.
  7. 청구항 1 내지 청구항 6 중 하나의 3차원 구조를 갖는 픽셀들의 어레이로 구성된 적외선 감지기를 포함하는 것을 특징으로 하는 적외선 열영상 장치.
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